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手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究

一、课题研究的基本概况
 
  课题名称:手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究
  课题类别:全国教育信息技术研究“十一五”规划立项课题
  课题承研单位:北京师范大学教育技术学院、创新诺亚舟电子(深圳)有限公司
  课题负责人:余胜泉 北京师范大学教育技术学院
  课题研究核心成员:刘军 郑炜 张汝春
  研究周期:2006年5月年至2010年12月


二、课题研究的主体内容
 
  (一)所要解决的主要问题
  1.在具有手持式网络学习机的信息技术环境下,构建一套完整的、能够有效促进教学质量提升的方法与解决方案。
  2.将手持式学习设备与现有学习环境有机融合,扩充现有学习环境的功能,成为学习环境的有机组成部分。
  3.全面支持教学与学习的廉价信息技术设备功能的设计与优化。
  (二)研究目标与研究内容
  1.研究目标
  将手持式网络学习系统及丰富的多媒体学习资源有效的应用到教学当中,研究通过低廉成本的信息技术与课程整合的模式与方法,提出一套在手持式学习环境下创新的“教学的理论、模式、技术与方法”,在完全不增加课时、不增加学生学习负担的前提下,促进学生对知识的理解和掌握,在保证学生考试成绩有提高的基础上,着重培养学生的文化素养、信息素养、英语听说交流能力及动手创新意识与能力等,实现学生的全面发展。 具体目标主要包括:

  1. 培养学生对传统经典文化尤其是语言文字的感悟能力,让学生在潜移默化的熏陶下提高文化素养并塑造完美人格;
  2. 从小培养学生运用英语进行交际的能力,能够流畅的与国际友人交流,能够了解和理解不同国家的文化,逐渐开拓国际视野;
  3. 培养学生利用各种手段与方法自我扩充知识结构的意识与能力,打下扎实的学科知识体系;
  4. 培养学生获取、分析、加工和利用信息的知识与能力,鼓励学生动手创新,打好全面、扎实的信息文化基础;
  5. 在学科学习过程中,培养学生对艺术元素的感悟、赏析与评价能力,在耳濡目染中逐步提高学生的审美情趣与艺术修养。
  2.研究内容
  (1)手持式网络学习系统的学科教学模式研究
  (2)语文读、写渗透教学研究
  (3)英语多维立体互动学习研究
  (4)学科教学中美学整合研究
  (5)信息文化中的认知及行为养成研究
  (6)教育信息生态的研究
  (7)移动学习的模式与方法研究
  (8)多种技术环境并存的混合式学习研究
  (三)研究的基本思路与方法
  1.前期调查研究——充分调研国内外移动教育发展现状,正确把握移动教育的需求和方向
  一方面,采用文献研究法对手持式学习设备的国内外教育应用现状进行研究,并在此基础上结合我国教育发展的国情提出手持式学习设备教育应用的发展方向;另一方面,采用调查研究法对国内中小学移动学习现状的调查研究,全面归纳出目前中小学领域开展移动学习实践中存在的困难和问题。
  2.移动学习硬件环境研究——深入挖掘手持式网络学习系统学科应用潜能,构建手持式网络学习环境支持下的和谐教育信息生态
  一方面,全面挖掘与设计手持式网络学习设备的教学功用,从理论的角度使其在支持教与学方面的潜在作用最大化;另一方面,从信息生态的角度合理设计手持式网络学习环境的配置和提出系统优化建议。

  3.移动学习软件资源的设计与开发研究——增强与优化手持式网络学习系统的学科应用价值,支持移动学习实践的开展。      
  本研究以英语学习资源为突破口开展了三项研究。一是运用行动研究法对移动英语学习资源环境的设计、开发与应用进行研究,并提出了移动英语资源的最佳设计思路;二是运用实验研究法将英语资源的不同呈现方式进行对比实验,提出基于手持式设备的英语资源认知的效果和设计原则。三是应用设计性研究法展开移动学习资源的设计性研究,在移动英语学习资源的原型基础上进行持续追踪应用,根据实践数据进行不断地改进,以使移动英语资源的质量不断提高。
  4.理论创新与实践应用研究——推动手持式网络学习系统与学科教学的深层次整合
  在此阶段,课题组进行了两个层面的研究:一是在应用研究之前进行移动学习的理论创新,从研究实施的角度将研究概括归纳为三个维度:教学模式构建、课外实践活动设计与实施、支持系统建设,并且从理论层面创新性地提出了三个维度应用研究的实施策略;二是分别开展了小学英语移动学习模式的研究、手持式网络学习系统支持下的中学英语课堂教学模式研究、手持式网络环境下的小学语文双环教学模式研究、手持式网络环境下的古诗教学模式研究、手持式图形计算技术与数学教学的整合研究、手持式图形计算技术促进中学生数学高阶思维发展研究、手持式网络学习系统支持下的系列课外综合实践活动研究、基于手持式设备的小学低年级经典诵读活动设计及实践研究、利用手持式设备的小学英语课外移动学习的研究等九项研究。每项研究都根据手持式网络学习系统的学科特性以及学科教育的规律,创新性地提出手持式网络学习系统与语文、数学、英语、课外综合实践活动等学科教学整合的模式和实施策略,通过整合实践,综合运用行动研究法、调查研究法、测验法、准实验研究法等研究方法进行效果的检验。
  5.理论升华——移动学习的发展趋势研究
  站在移动学习理论与实践发展的前沿以一种全新的视角高度概括了移动学习的发展历程,提出了移动学习的三代:以知识传递为特征的第一代移动学习、以认知建构为特征的第二代移动学习、以情境认知为特征的第三代移动学习。


三、课题研究的实践举措
 
  1.组建科研基础扎实,教学实践经验丰富的课题研究领导小组。该小组由北京师范大学博士生导师余胜泉教授担任组长,由诺亚舟电子(深圳)有限公司副总裁张汝春、高级副总裁郑炜以及首都师范大学副教授刘军担任副组长,并由试验学校或试验区课题组推荐特级优秀教师担任学科教学专家顾问,为课题研究保驾护航。
  2.创建完善的培训体系。充分利用网站、杂志、研讨会等途径构建培训体系,培训方式涉及远程培训、面对面培训、定期寄发课题研究培训材料等。
  3.制定完整的课题实施策略。课题的主要实施模式主要以课堂实验班和课外思维发展班两种模式为主,教师独立参与课题资源的设计开发模式、子课题研究以及实施课外综合实践活动等模式为补充。


四、课题研究的结论
 
  (一)本研究构建了以“双环目标教学模式”为核心理念的手持式网络学习系统与不同学科教学整合的一套完整的、能够有效促进教学质量与效率的解决方案。“双环目标教学模式”的核心是要发挥信息技术作为支持情景化、自主学习及协作学习等认知工具的深化认知作用,在课堂及课外促进高层次思维品质的形成,可谓是手持式设备在学科教学中有效应用的基本路线。
  (二)手持式设备的潜在教育应用价值比较明显,尤其是那些价格低廉的手持式学习设备,更有教育推广应用的价值和广阔的应用空间。但未来数字化学习装备发展的趋势必然是丰富的学习资源+功能完备的移动终端+周到的学习支持服务+专业的学习软件,尤其是电子教材的数字出版以及学习设备的专业化将很有市场竞争力。
  (三)单一的移动技术设备是无法解决应用问题的,如果要很好的发挥其作用,必须要考虑移动技术与其他技术的整合应用,各发挥其所长,共同为教师和学习者服务。
  (四)对于中小学移动学习者来说,仅由其个人参与很难保证移动学习的效果,必须由其他学习者、教师、家长适时的参与。因此本研究所提出来的几个移动学习的模式除了考虑手持式学习设备支持下的学习者自主学习,更将其他角色的作用考虑在内,通过人机交互和人际交互来共同推动和促进学习者移动学习的开展。


五、课题研究的成果与影响
 
  (一)课题研究的理论成果
  1.本课题以手持式设备为主要技术工具,以优化移动学习资源环境为核心,以构建合理化的教学模式为理论引导,以可操作性的策略及活动设计为实践保障开展了20多项理论与实践结合的子专题研究,其中90%的科研成果均已在国际权威学术会议、国内核心期刊及其他学术期刊上发表,并得到了学术界的肯定;
  2.课题组构建了一套完整的移动学习技术整合于学科教学的理论框架:以双环目标教学法为基础,设计了小学英语课堂新授课教学模式、小学英语移动学习模式、小学语文课堂教学模式、中学英语课堂教学模式、中学英语移动学习辅助支持模式、中学数学课堂教学设计原则,并提出了英语学习资源的设计理念。
  3.课题组成员共发表22篇学术期刊或专业会议文章,完成12篇学位论文,收集近50个优秀综合课例、180余份优秀教学设计方案、30余篇优秀论文。
  (二)课题研究的实践成果
  1.课题组还创新的推出英语移动学习资源和学习支持服务系统——掌上思维英语(包括资源及学习手册);
  2.突破性的研发出数学探究式学习认知工具——图形计算器。
  (三)课题研究的影响
  自项目正式启动以来,大连日报、北方新报、上海商报、天津日报、都市消费报、重庆青年报、燕赵都市报、都市时报、济南日报、现代教育报、郑州日报、中小学电教、教育信息化,以及国家教育资讯网、赛迪网、中国网络教育、21CN、硅谷动力、中国信息技术教育网、中青网、天极网、TOM、太平洋电脑网、湖北教育网、慧聪、PCHOME、小熊在线等几十家电视、报纸杂志、网络等媒体分别对项目的重要会议和诺亚舟学习机的新发展做了报道,引起了社会的广泛关注。尤其是图形计算系统开发成功后,各大媒体纷纷报道消息项目取得的重大突破:诺亚舟在新一代手持式学习平台上成功研植入“图形计算”技术,中国第一台手持式图形计算器正式诞生。在项目实施进程中,多家媒体对手持式网络学习系统的课堂应用效果作了报道:手持式课题深受师生欢迎,课题实验班成绩喜人等。